建筑力学与结构(吴承霞)模块4 结构构件上的荷载及支座反力计算.ppt

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1、模块四结构构件上的荷载及支座反力通过本模块学习，应知道结构上荷载的分类及其代表值的确定，能够进行一般结构上荷载的计算，会利用静力平衡条件求解简单静定结构的支座反力。一般结构上荷载的计算，利用平衡条件求解简单静定结构的支座反力。引例实例一和实例二中，教室的楼盖，由梁和板组成，其上有桌椅家具和人群等荷载，其自身重量和外加荷载由梁和板承受，并通过梁、板传递到墙上，墙就是梁的支座，那么梁和板上的荷载是多少？由于荷载总是变化的，怎样取值才能保证结构及结构构件的可靠性？同时，梁和板传到支座的压力是多少？支座反力又是多少？都是我们

2、要解决的问题。4.1结构上的荷载4.1.1荷载的分类建筑结构在施工与使用期间要承受各种作用，如人群、风、雪、及结构构件自重等，这些外力直接作用在结构物上；还有温度变化、地基不均匀沉降等间接作用在结构上；我们称直接作用在结构上的外力为荷载。1．荷载按作用时间的长短和性质，可分为三类：永久荷载、可变荷载和偶然荷载；1)永久荷载是指在结构设计使用期间，其值不随时间而变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计，或其变化是单调的并能趋于限值的荷载。例如，结构的自重、土压力、预应力等荷载，永久荷载又称恒荷载。2)可变荷载是指在结构设计

3、使用期内其值随时间而变化，其变化与平均值相比不可忽略的荷载。例如，楼面活荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载等，可变荷载又称活荷载。3)偶然荷载是指在结构设计使用期内不一定出现，一旦出现，其值很大且持续时间很短的荷载。例如，爆炸力、撞击力等。2．荷载按结构的反应特点分为两类：静态荷载和动态荷载；1）静态荷载，使结构产生的加速度可以忽略不计的作用，如结构自重、住宅和办公楼的楼面活荷载等。2）动态荷载，使结构产生的加速度不可忽略不计的作用，如地震、吊车荷载、设备振动等。3．荷载按作用位置荷载可分为两类：固定荷载和移动荷载。1）固

4、定荷载——是指作用位置不变的荷载，如结构的自重等。2）移动荷载——是指可以在结构上自由移动的荷载，如车轮压力等。4.1.2荷载的分布形式1．材料的重力密度：某种材料单位体积的重量（kN/m3），称为材料的重力密度，用表示，详见附录C表C1。特别提示如工程中常用水泥砂浆的重力密度是20kN/m3，石灰砂浆的重力密度是17kN/m3，钢筋混凝土的重力密度是25kN/m3，砖的重力密度是19kN/m3。2．均布面荷载：在均匀分布的荷载作用面上，单位面积上的荷载值，称为均布面荷载，其单位为kN/m2或N/m2，如图4.1所示的

5、板的均布面荷载。图4.1板的均布面荷载特别提示一般板上的自重荷载为均布面荷载，其值为重力密度乘以板厚。如一矩形截面板，板长为,板宽度为（m），截面厚度为（m），重力密度为（kN/m3）,则此板的总重量；板的自重在平面上是均匀分布的，所以单位面积的自重（kN/m2）。gk值就是板自重简化为单位面积上的均布荷载标准值。3．均布线荷载：沿跨度方向单位长度上均匀分布的荷载，称为均布线荷载，其单位为kN/m或N/m如图4.2所示的梁上的均布线荷载。图4.2梁上的均布线荷载特别提示一般梁上的自重荷载为均布线荷载，其值为重力密度乘以

6、横截面面积。如一矩形截面梁，梁长为,其截面宽度为（mm），截面高度为（mm），重力密度为（kN/m3）,则此梁的总重量梁的自重沿跨度方向是均匀分布的，所以沿梁轴每米长度的自重（kN/m）。值就是梁自重简化为沿梁轴方向的均布荷载标准值，均布线荷载也称线荷载集度。4．非均布线荷载：沿跨度方向单位长度上非均匀分布的荷载，称为非均布线荷载，其单位为kN/m或N/m，如图4.3a所示的挡土墙的土压力。图4.3a挡土墙的土压力图4.3b柱子的自重5．集中荷载（集中力）：集中地作用于一点的荷载称为集中荷载（集中力），其单位为kN或N

7、，通常用或表示，如图4.3b所示的柱子自重。特别提示一般柱子的自重荷载为集中力，其值为重力密度乘以柱子的体积，即。【知识链接】均布面荷载化为均布线荷载的计算在工程计算中，板面上受到均布面荷载（kN/m2）时，它传给支撑梁为线荷载，梁沿跨度（轴线）方向均匀分布的线荷载如何计算？案例一：设板上受到均匀的面荷载（kN/m2）作用，板跨度为3.3（m）（受荷宽度)、L2梁跨度为5.1（m），那么，梁L2上受到的全部荷载梁L2自重（kN/m）,而荷载是沿梁的跨度均匀分布的。图4.4板上的荷载传给梁示意图4.1.3荷载的代表值在后

8、续进行结构设计时，对荷载应赋予一个规定的量值，该量值即所谓荷载代表值。永久荷载采用标准值为代表值，可变荷载采用标准值、组合值、频遇值或准永久值为代表值。1．荷载的标准值荷载标准值是荷载的基本代表值。为设计基准期内（50年）最大荷载统计分布的特征值，是指其在结构使用期间可能出现的最大荷载值。1)永久荷载标准值（），是永久荷载的唯一代